CN104742112B - 重载精密柔性吸附机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种重载精密柔性吸附机械手，包括定位组件、用于主定位的吸附臂和用于端面及辅助定位的侧向臂，所述吸附臂包括末端可相互拆卸连接的吸附臂第一分臂和吸附臂第二分臂，所述定位组件包括定位板、第一定位座和第二定位座，所述定位板上设置导向槽，第一定位座和第二定位座均以可沿导向槽槽向做直线往返移动的方式与所述导向槽配合设置，吸附臂第一分臂、吸附臂第二分臂和侧向臂均可沿与导向槽槽向相垂直的方向做直线往返移动；可形成沿定位板正交平面内不同位置的夹持，可根据所需夹持件的形状和大小有效调整主定位吸附臂夹持定位位置，可保证适应不规则形状的机械件，夹持精度高、适应重载条件。

Description

重载精密柔性吸附机械手
技术领域
本发明涉及一种夹持机械部件，特别涉及一种重载精密柔性吸附机械手。
背景技术
夹持机械手属于一种加工配套设备，在机械加工领域广泛采用夹持机械手，不仅可提高加工产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料以及降低生产成本，有着十分重要的意义，夹持机械手的广泛应用正在日益改善着人类的生产方式。随着加工行业在我国的迅速发展，各行各业的机械化装备水平越来越高，以提高生产效率，代替工人完成繁重的劳动。传统的夹持机械手具有对夹持工件的质量、体积及形状等夹持条件的适应范围窄以及重载条件下精度无法保证的缺点。
因此需要一种重载精密柔性吸附机械手，能够对形状不规则，重量较大的工件进行夹持，以完成定位及加工。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种重载精密柔性吸附机械手，能够对形状不规则，重量较大的工件进行夹持，以完成定位及加工。
本发明的重载精密柔性吸附机械手，包括定位组件、用于主定位的吸附臂和用于端面及辅助定位的侧向臂，所述吸附臂包括末端可相互拆卸连接的吸附臂第一分臂和吸附臂第二分臂，所述定位组件包括定位板、第一定位座和第二定位座，所述定位板下侧面上设置导向槽，第一定位座和第二定位座均以可沿导向槽槽向做直线往返移动的方式与所述导向槽配合设置，吸附臂第一分臂以可沿与导向槽槽向相垂直的方向做直线往返移动的方式与第一定位座配合设置，吸附臂第二分臂以可沿与导向槽槽向相垂直的方向做直线往返移动的方式与第二定位座配合设置，所述侧向臂以可沿与导向槽槽向相垂直的方向做直线往返移动的方式与定位板配合设置。
进一步，吸附臂第一分臂和吸附臂第二分臂均包括与对应定位座滑动配合的臂座和由若干标准节依次铰接形成的柔性电磁吸带，每个所述柔性电磁吸带位于最上端的标准节均通过一铰接块对应臂座铰接，所述吸附臂第一分臂的柔性电磁吸带的末端标准节可与所述吸附臂第二分臂的柔性电磁吸带的末端标准节拆卸式连接。
进一步，所述侧向臂包括基座、伸长液压缸Ⅰ、伸长液压缸Ⅱ、电动机和卡盘，所述伸长液压缸Ⅰ的缸体与基座铰接，伸长液压缸Ⅱ缸体以沿竖直平面转动的方式单自由度连接于伸长液压缸Ⅰ的活塞杆，所述电动机的缸体与所述伸长液压缸Ⅱ的活塞杆端部连接，所述卡盘内设有伞齿轮，所述电动机的动力输出轴驱动伞齿轮带动卡盘夹紧形成夹紧卡盘结构。
进一步，所述标准节包括标准节本体和分别设置于标准节本体两端用于与相邻标准节铰接的铰接耳Ⅰ和铰接耳Ⅱ，相邻之间的标准节通过销钉铰接。
进一步，所述定位板下侧面上设有用于驱动第一定位座和第二定位座移动的定位座驱动组件，所述定位座驱动组件包括动力装置Ⅰ、齿轮传动副和丝杠丝母传动机构Ⅰ，所述动力装置Ⅰ的动力输出轴与齿轮传动副的主动齿轮在圆周方向固定配合，丝杠丝母传动机构Ⅰ的丝杠Ⅰ与齿轮传动副的从动齿轮在圆周方向固定配合，丝杠丝母传动机构Ⅰ的丝母Ⅰ设置两个，两丝母Ⅰ一一对应与第一定位座和第二定位座固定连接。
进一步，所述丝杠Ⅰ具有对称反向丝段，两丝母Ⅰ分别设置在丝杠Ⅰ的两对称反向丝段上并带动相对应的定位座向相反方向移动。
进一步，还包括吸附臂第一分臂驱动组件和吸附臂第二分臂驱动组件，所述吸附臂第一分臂驱动组件包括动力装置Ⅱ和丝杠丝母传动机构Ⅱ，丝杠丝母传动机构Ⅱ的丝杠Ⅱ由动力装置Ⅱ驱动，丝杠丝母传动机构Ⅱ的丝母Ⅱ与吸附臂第一分臂的臂座固定连接，吸附臂第一分臂的臂座与第一定位座上设置的吸附臂第一分臂滑槽滑动配合；吸附臂第二分臂驱动组件包括动力装置Ⅲ和丝杠丝母传动机构Ⅲ，丝杠丝母传动机构Ⅲ的丝杠Ⅲ由动力装置Ⅲ驱动，丝杠丝母传动机构Ⅲ的丝母Ⅲ与吸附臂第二分臂的臂座固定连接，吸附臂第二分臂的臂座与第二定位座上设置的吸附臂第二分臂滑槽滑动配合。
进一步，所述定位板上还设有侧向臂滑槽，所述侧向臂的基座通过侧向臂驱动组件驱动与所述侧向臂滑槽滑动配合，所述侧向臂驱动组件包括动力装置Ⅳ和丝杠丝母传动机构Ⅳ，丝杠丝母传动机构Ⅳ的丝杠Ⅳ由动力装置Ⅳ驱动，丝杠丝母传动机构Ⅳ的丝母Ⅳ与侧向臂的基座固定连接。
进一步，所述定位板下侧面还设置有用于对从动齿轮限位的限位槽，限位槽由沿导向槽槽向并列设置的两限位臂形成。
本发明的有益效果：本发明的重载精密柔性吸附机械手，通过主定位的吸附臂和用于端面和辅助定位的侧向臂相互协作工作对工件夹持，刚度大，适应性较大，能承受重量较大的工件的夹持，并且吸附臂第一分臂和吸附臂第二分臂可随对应定位座沿定位板的导向槽沿槽向移动，并可相对于对应定位座沿与槽向相垂直的方向移动，形成沿定位板正交平面内不同位置的夹持，可根据所需夹持件的形状和大小有效调整主定位吸附臂夹持定位位置，可保证适应不规则形状的机械件，夹持精度高、适应重载条件。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的柔性电磁带的两标准节连接示意图。
具体实施方式
图1为本发明结构示意图，图2为本发明的柔性电磁带的两标准节连接示意图，如图所示：本实施例的重载精密柔性吸附机械手，包括定位组件、用于主定位的吸附臂和用于端面及辅助定位的侧向臂3，所述吸附臂包括末端可相互拆卸连接的吸附臂第一分臂1和吸附臂第二分臂2，所述定位组件包括定位板4、第一定位座5和第二定位座6，所述定位板4下侧面上设置导向槽7，第一定位座5和第二定位座6均以可沿导向槽7槽向做直线往返移动的方式与所述导向槽7配合设置，吸附臂第一分臂1以可沿与导向槽7槽向相垂直的方向做直线往返移动的方式与第一定位座5配合设置，吸附臂第二分臂2以可沿与导向槽7槽向相垂直的方向做直线往返移动的方式与第二定位座6配合设置，所述侧向臂3以可沿与导向槽7槽向相垂直的方向做直线往返移动的方式与定位板4配合设置；本实施例中，定位板4为长方结构，第一定位座5和第二定位座6的移动方向为沿定位板纵向的方向，吸附臂第一分臂1、吸附臂第二分臂2和辅助定位侧向吸附臂3的移动方向均为沿定位板横向的方向。
本实施例中，吸附臂第一分臂1和吸附臂第二分臂2均包括与对应定位座滑动配合的臂座（图中为臂座8和臂座8a）和由若干标准节9依次铰接形成的柔性电磁吸带，每个所述柔性电磁吸带位于最上端的标准节均通过一铰接块对应臂座铰接，所述吸附臂第一分臂的柔性电磁吸带的末端标准节10可与所述吸附臂第二分臂的柔性电磁吸带的末端标准节10a拆卸式连接；柔性电磁吸带通过依次铰接的标准节构成，具有一定的柔性，具有类绳子性质，可以缠绕吸附到工件表面，每个标准节可以快速拆卸，标准节可以添加、减少，以适应不同的工件，以满足工作效率，电磁吸带是指将传统的电磁吸盘改变形状，变成多节相连的形式，每个标准节均具有吸附力，实现方式与现有的电磁吸盘实现原理相同，内部具有铁芯和线圈，每标准节里面有核心同于传统的电磁吸盘里面的核心，但是每标准节可以转动，相当于多个小型的电磁吸盘相连，由此来保证适应不同的形状。
本实施例中，所述侧向臂包括基座11、伸长液压缸Ⅰ12、伸长液压缸Ⅱ13、电动机14和卡盘15，所述伸长液压缸Ⅰ12的缸体与基座11铰接，伸长液压缸Ⅱ13缸体以沿竖直平面转动的方式单自由度连接于伸长液压缸Ⅰ12的活塞杆，所述电动机14的缸体与所述伸长液压缸Ⅱ13的活塞杆端部连接，所述卡盘15内设有伞齿轮，所述电动机14的动力输出轴驱动伞齿轮带动卡盘夹紧形成夹紧卡盘结构；本实施例中卡盘为现有技术多爪卡盘结构，可为两爪卡盘、三爪卡盘、四爪卡盘或六爪卡盘，在此不再赘述；伸长液压缸和电动机组成的侧向臂具有多自由度，运动精度高，并具有较高的抓取力。
本实施例中，所述标准节包括标准节本体15和分别设置于标准节本体15两端用于与相邻标准节铰接的铰接耳Ⅰ16和铰接耳Ⅱ17，相邻之间的标准节通过销钉18铰接；安装拆卸方便，提高工作效率。
本实施例中，所述定位板4上设有用于驱动第一定位座和第二定位座移动的定位座驱动组件，所述定位座驱动组件包括动力装置Ⅰ19、齿轮传动副和丝杠丝母传动机构Ⅰ，所述动力装置Ⅰ19的动力输出轴与齿轮传动副的主动齿轮20在圆周方向固定配合，丝杠丝母传动机构Ⅰ的丝杠Ⅰ21与齿轮传动副的从动齿轮22在圆周方向固定配合，丝杠丝母传动机构Ⅰ的丝母Ⅰ设置两个，两丝母Ⅰ（图中为丝母Ⅰ23和丝母Ⅰ23a）一一对应与第一定位座5和第二定位座6固定连接；动力装置Ⅰ19为电机，丝杠丝母传动机构将电机输出轴的旋转运动转换为定位座的直线运动，利用丝杆丝母传动机构具高精度、可逆性和高效率的特点，传动结构简单，制造加工成本较低，维护保养及维修方便。
本实施例中，所述丝杠Ⅰ21具有对称反向丝段，两丝母Ⅰ分别设置在丝杠Ⅰ21的两对称反向丝段上并带动相对应的定位座向相反方向移动；以保证吸附臂第一分臂1和吸附臂第二分臂2的臂座在传动时可以靠拢或分开。
本实施例中，还包括吸附臂第一分臂驱动组件和吸附臂第二分臂驱动组件，所述吸附臂第一分臂驱动组件包括动力装置Ⅱ24和丝杠丝母传动机构Ⅱ，丝杠丝母传动机构Ⅱ的丝杠Ⅱ25由动力装置Ⅱ24驱动，丝杠丝母传动机构Ⅱ的丝母Ⅱ26与吸附臂第一分臂1的臂座8固定连接，吸附臂第一分臂1的臂座8与第一定位座5上设置的吸附臂第一分臂滑槽27滑动配合；吸附臂第二分臂驱动组件包括动力装置Ⅲ28和丝杠丝母传动机构Ⅲ，丝杠丝母传动机构Ⅲ的丝杠Ⅲ29由动力装置Ⅲ驱动，丝杠丝母传动机构Ⅲ的丝母Ⅲ30与吸附臂第二分臂的臂座固定连接，吸附臂第二分臂的臂座与第二定位座上设置的吸附臂第二分臂滑槽31滑动配合；动力装置Ⅱ24和动力装置Ⅲ28均为电机，丝杠丝母传动机构将电机输出轴的旋转运动转换为吸附臂第一分臂和吸附臂第二分臂沿定位板横向的直线运动，利用丝杆丝母传动机构具高精度、可逆性和高效率的特点，传动结构简单，制造加工成本较低，维护保养及维修方便。
本实施例中，所述定位板下侧面上还设有侧向臂滑槽，所述侧向臂的基座11通过侧向臂驱动组件驱动与所述侧向臂滑槽滑动配合，所述侧向臂驱动组件包括动力装置Ⅳ32和丝杠丝母传动机构Ⅳ，丝杠丝母传动机构Ⅳ的丝杠Ⅳ33由动力装置Ⅳ驱动，丝杠丝母传动机构Ⅳ的丝母Ⅳ34与侧向臂的基座固定连接；动力装置Ⅳ也为电机，丝杠丝母传动机构将电机输出轴的旋转运动转换为侧向臂沿定位板横向的直线运动，利用丝杆丝母传动机构具高精度、可逆性和高效率的特点，传动结构简单，制造加工成本较低，维护保养及维修方便。
本实施例中，所述定位板下侧面还设置有用于对从动齿轮限位的限位槽，限位槽由沿导向槽槽向并列设置的两限位臂（图中为限位臂35和限位臂35a）形成；形成有效限位，防止从动齿轮和丝杠Ⅰ产生轴向位移。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种重载精密柔性吸附机械手，其特征在于：包括定位组件、用于主定位的吸附臂和用于端面及辅助定位的侧向臂，所述吸附臂包括末端可相互拆卸连接的吸附臂第一分臂和吸附臂第二分臂，所述定位组件包括定位板、第一定位座和第二定位座，所述定位板下侧面上设置导向槽，第一定位座和第二定位座均以可沿导向槽槽向做直线往返移动的方式与所述导向槽配合设置，吸附臂第一分臂以可沿与导向槽槽向相垂直的方向做直线往返移动的方式与第一定位座配合设置，吸附臂第二分臂以可沿与导向槽槽向相垂直的方向做直线往返移动的方式与第二定位座配合设置，所述侧向臂以可沿与导向槽槽向相垂直的方向做直线往返移动的方式与定位板配合设置；
吸附臂第一分臂和吸附臂第二分臂均包括与对应定位座滑动配合的臂座和由若干标准节依次铰接形成的柔性电磁吸带，每个所述柔性电磁吸带位于最上端的标准节均通过一铰接块对应臂座铰接，所述吸附臂第一分臂的柔性电磁吸带的末端标准节可与所述吸附臂第二分臂的柔性电磁吸带的末端标准节拆卸式连接。
2.根据权利要求1所述的重载精密柔性吸附机械手，其特征在于：所述侧向臂包括基座、伸长液压缸I、伸长液压缸II、电动机和卡盘，所述伸长液压缸I的缸体与基座铰接，伸长液压缸II缸体以沿竖直平面转动的方式单自由度连接于伸长液压缸I的活塞杆，所述电动机的缸体与所述伸长液压缸II的活塞杆端部连接，所述卡盘内设有伞齿轮，所述电动机的动力输出轴驱动伞齿轮带动卡盘夹紧形成夹紧卡盘结构。
3.根据权利要求2所述的重载精密柔性吸附机械手，其特征在于：所述标准节包括标准节本体和分别设置于标准节本体两端用于与相邻标准节铰接的铰接耳I和铰接耳II，相邻之间的标准节通过销钉铰接。
4.根据权利要求3所述的重载精密柔性吸附机械手，其特征在于：所述定位板上设有用于驱动第一定位座和第二定位座移动的定位座驱动组件，所述定位座驱动组件包括动力装置I、齿轮传动副和丝杠丝母传动机构I，所述动力装置I的动力输出轴与齿轮传动副的主动齿轮在圆周方向固定配合，丝杠丝母传动机构I的丝杠I与齿轮传动副的从动齿轮在圆周方向固定配合，丝杠丝母传动机构I的丝母I设置两个，两丝母I一一对应与第一定位座和第二定位座固定连接。
5.根据权利要求4所述的重载精密柔性吸附机械手，其特征在于：所述丝杠I具有对称反向丝段，两丝母I分别设置在丝杠I的两对称反向丝段上并带动相对应的定位座向相反方向移动。
6.根据权利要求5所述的重载精密柔性吸附机械手，其特征在于：还包括吸附臂第一分臂驱动组件和吸附臂第二分臂驱动组件，所述吸附臂第一分臂驱动组件包括动力装置II和丝杠丝母传动机构II，丝杠丝母传动机构II的丝杠II由动力装置II驱动，丝杠丝母传动机构II的丝母II与吸附臂第一分臂的臂座固定连接，吸附臂第一分臂的臂座与第一定位座上设置的吸附臂第一分臂滑槽滑动配合；吸附臂第二分臂驱动组件包括动力装置III和丝杠丝母传动机构III，丝杠丝母传动机构III的丝杠III由动力装置III驱动，丝杠丝母传动机构III的丝母III与吸附臂第二分臂的臂座固定连接，吸附臂第二分臂的臂座与第二定位座上设置的吸附臂第二分臂滑槽滑动配合。
7.根据权利要求6所述的重载精密柔性吸附机械手，其特征在于：所述定位板下侧面上还设有侧向臂滑槽，所述侧向臂的基座通过侧向臂驱动组件驱动与所述侧向臂滑槽滑动配合，所述侧向臂驱动组件包括动力装置IV和丝杠丝母传动机构IV，丝杠丝母传动机构IV的丝杠IV由动力装置IV驱动，丝杠丝母传动机构IV的丝母IV与侧向臂的基座固定连接。
8.根据权利要求7所述的重载精密柔性吸附机械手，其特征在于：所述定位板下侧面还设置有用于对从动齿轮限位的限位槽，限位槽由沿导向槽槽向并列设置的两限位臂形成。
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